Questão de Física

O chuveiro elétrico tem sido apontado como um dos principais aparelhos consumidores de energia em ambiente doméstico. Para minimizar tal demanda de eletricidade, um inventor amador pensou em implementar um sistema de geração de energia próprio, que lhe permita manter o conforto de seu banho, sem demandar energia elétrica da rede. Já que reside no último andar de um edifício de 60 metros de altura, sua ideia é a de construir um sistema de geração no qual a descida de uma massa de 10 kg atue sobre um gerador e que a energia elétrica produzida seja armazenada em um banco de baterias para posterior aproveitamento na alimentação do chuveiro, de acordo com o desenho esquematizado a seguir.

Considere que a potência do chuveiro é de 6 kW, a duração pretendida do banho é de 10 minutos, a aceleração da gravidade é igual a 10 m/S2 e que a conversão da energia potencial da massa de 10 kg em eletricidade, a acumulação dessa energia nas baterias e sua posterior utilização para alimentar o chuveiro se dão sem perdas. Sob essas condições, para que se produza a energia elétrica necessária para o banho, o procedimento deve ser repetido, no mínimo,